测量平差课程设计_3

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Excel辅助测量平差课程教学

作者：党晓晶

来源：《科技创新导报》2019年第10期

摘 要：平差方法的讲授一直是《误差理论与测量平差基础》课程的难点重点，也是其他的测绘类专业课程中使用率颇高的数据处理工具。本文引入Excel软件进行测量平差课程的辅助教学，以水准网为例详细讲解了平差方法的计算步骤。讲授过程简洁明了，该知识点变得通俗易懂，有效解决了该教学难点。该方法对其他的控制网平差的教学同样可以起到事半功倍的效果。

关键词：Excel 测量平差 教学 测绘

中图分类号：P207 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2019）04（a）-0219-02

《误差理论与测量平差基础》课程是测绘工程专业核心基础课程。由于同时运用到高等数学，线性代数，概率统计等数学工具，一直是该专业学生大学阶段高难度的课程之一。Excel的优势在于表格特性，界面操作清晰明了，数据输入方便，运算过程简洁，结果输出简单。在教学中采用Excel进行平差计算，能让学生轻松掌握测量平差原理，较好的完成测量平差的教学任务。本文以水准网平差为例，探索了Excel在测量平差课程教学中的实现。

1 Excel在测量平差课程教学中的实现

在图1所示的水准网中，已知水准点为A、B、C，P1、P2、P3为待定点。已知HA=5.000m，HB=3.953m，HC=7.650m，各路线的观测高差及线路长度为h1=+1.050m

s1=1km；m s2=1km；m s3=2km；m s4=2km；m；s5=2km；m；s6=2km；m s7=1km。求待定点P1、P2、P3的最或是高程及其中误差，单位权中误差。

在算例中n=7，t=3，r=4.设P1、P2、P3最或是高程为未知数X1、X2、X3。

（1）输入起算数据。已知点高程Hi；观测高差hi，待定点的近似值。

误差理论与测量平差课程设计大纲及要求

一、 本课程的性质、目的和任务

测量平差是一门理论与实践并重的课程，测量平差课程设计是测量数据处理理论学习的一个重要的实践环节，它是在学生学习了专业基础课“误差理论与测量平差基础”课程后进行的一门实践课程。其目的是增强学生对测量平差基础理论的理解，牢固掌握测量平差的基本原理和基本公式，熟悉测量数据处理的基本技能和计算方法，灵活准确地应用于解决各类数据处理的实际问题，并能用所学的计算机理论知识，编制简单的计算程序。

二、 本课程和其它课程的联系和分工

课程设计中所用的数学模型和计算方法在测量平差课程中讲授， 程序语言在计算机基础课程中讲授；测量平差课程设计安排在第四学期。它是测量平差和计算机程序设计等课程的综合实践与应用。

三、 课程设计内容

根据上述的教学目的和任务， 本课程设计主要是要求学生完成1－2个综合性的结合生产实践的题目。如目前生产实践中经常用到的水准网严密平差及精度评定，边角网（导线）严密平差及精度评定等内容。重点培养学生正确应用公式、综合分析和解决问题的能力，以及计算机编程能力。具体内容如下：

1、必做：条件平差和间接平差计算过程的程序编写 （90分）

程序编写的要求如下：

 可视化的窗口程序设计风格，程序主界面的标题栏命名规则：自己的学号_测量平差课程设计

 程序的界面上，能实现已知数据、观测值矩阵L及其权阵P、条件平差条件方程的系数阵A、闭合差阵W、间接平差误差方程的系数阵B、常数项阵l的输入

 程序的功能按钮或菜单能实现条件平差、间接平差的计算，并在窗体上实现相应的计算结果：改正数矩阵V、观测值的平差值矩阵Lˆ、平差参数xˆ、单位权中误差σ0、平差参数协因数阵QXX的输出显示

 程序代码要有注释。编程时，要在变量定义、重要过程行等代码后面添加程序注释，以利于程序的阅读。

 以教材的例5-8的水准网的数据为实验数据，进行条件平差计算功能的实例验证

设 计 报 告

设计名称： 测量平差课程设计

学院名称： 测绘工程学院

专业班级： 测绘11-3班

学生姓名： 邹云龙

学 号： 20110242

指导教师： 周秋生

黑龙江工程学院教务处制

2013年6月

2 设计名称 测量平差课程设计

设计时间 2013年6 月3日 至2013 年 6 月14 日 共 2 周

设计地点 实验楼606

评分

指标

与

分值

设计态度 （态度是否认真，是否缺勤、违纪等）

30分

能力水平（完成任务的数量和质量，实际操作能力等）

30分

设计报告的质量（内容是否全面，结论是否正确，书写是否规范，体会是否深刻等）

40分

得分

指导教师评语：

成 绩

指导教师签字：

年 月 日

注：1、在此页后附实习报告、总结。其内容应包括：实习目的、实习内容及实习结果等项目。

2、此页为封皮，用A4幅面纸正反面打印。

3、实习总结使用A4幅面纸张书写或打印，并附此页后在左侧一同装订。

4、实习成绩以优（90~100）、良（80~89）、中（70~79）、及格（60~69）、不及格（60以下）五个等级评定。

3 目 录

一、 水准网观测精度设计 ................................................................................... 4

二、 水准网、测角网、边角网平差计算 ........................................................... 6

1、水准网平差计算 ............................................................................................................. 6

2016

1 / 5 平差课程设计心得

历时12天的误差理论与测量平差基础课程设计终于结束了，看着自己毫无悬念独立完成的成果，不免有了一丝欣慰，想想这几天的全部时间都在此课程设计上，结束时却好像经历了一场梦。

当6月1日考试《误差理论与测量平差基础》时，我可以说是没有做对一道计算题，当时真真是懊丧到极致！不是因为较后极低的分数，而是我再没有时间去学习这门课了。当时就有一个念头，只要再给我一个星期，我一定会改变这个事实。后来竟然还有后续的课程设计来弥补这个深深地遗憾！果然是天随人愿。

当拿到三页课程设计任务书后草草看了一下，发觉蛮简单的啊（不过我肯定不会），我直觉很准的，现在看来的确是测量中较简单也应该是不可能出现的情况。就是这么简单的三道题几乎熬死了我多少脑细胞。哎，现在想来，我终究是越不过耳不聪目不明的牢笼。

拿到设计任务书的第二天刚把第一题的计算过程思索了一遍，第一题为水准网平差，间接平差较轻松了。用Excel的矩阵运算得出结果后和网上的的数据参考了一下，蛮接近的啊，一高兴手一抖所有的数据不知道怎么就消失了，这下真的是乐极生悲了。还得我一个一个的输入原始计算数据。看来什么时候我也不可以掉以轻心，小心在阴沟里翻了船。

后来发生了极度不爽的事情，本来这个学期在图书馆勤工俭学，每一周需要4个半天合计2天，而我的学习时间只有3天，周末还要到华中科技大学学习双学位课程。所以这学期的课程成绩逼近零线。图

2016

2 / 5 书馆4个老师一直要求我马上补齐60个工时，我白天黑夜的呆在图书馆整理书架，分秒没有停歇过，我突然觉得我是较廉价的劳动力。就这样一个星期就这样过去了，课程设计也只是偶尔想一想。

转眼第二周开始了，有两门考试迫在眉睫。本来是想思索下对于水准网和导线网的计算通用程序，看来是泡汤了，还是完成任务书上的3道题吧。开始第二道题的计算，开始就有一点难处。怎么才能在Excel中做出课本上的计算形式，又好像这道题无法那样做。只好自己想了一种直观好看的形式把原始计算数据输入进去，现在看来我的形式还是比较实用的。由于以前的经历，这次我每输入一组数据检查一下，保证没有输错数据或是输错了位置。这里我动了点心思，待定点的近似坐标有多种计算路径，较后算的不一样，果然差别很小，算起来还是麻烦。我就在算出一个点的近似坐标后，后面出现的此点坐标全部引用第一次出现的坐标，果然我的数据在后来的计算中没有一点错误，看来在设计中的每一点小的技巧都会影响到进度的顺利进行。我还是有一点先见之明的哈！